難怪1克就需要62.5萬億,威力超過兩顆原子彈,反物質的神奇之處

2021-01-08 科學新視界

僅僅一克反物質的的製造成本,就高達驚人的62.5萬億美元,為何反物質如此昂貴,它的製造有何難處?反物質又有什麼神奇的性質呢?

基於人類現在的科學技術和工藝水準,我們想要獲得反物質,只能依靠大型的粒子加速器,不僅如此,就算是依靠現在的粒子加速器,我們也只能製造微量的成品,而且其儲備極其艱難。目前人類儲存時間最長的反物質只有僅僅1000秒,這還是利用了低溫真空的電磁陷阱。

反物質看上去人畜無害,可是卻是目前現代物理學規則範圍內爆炸威力最大,能量釋放最徹底的物質了。其質能轉換效率達到了100%,所有的質量都被轉化成了以光子極劇釋放出的能量。

根據愛因斯坦的質能公式E=mc2,這意味著當1克反物質暴露在空氣中或者與其他任何宏觀可見物質發生接觸後,那麼等質量的物質將會瞬間湮滅,釋放出巨大的能量,爆炸威力相當於4.3萬噸當量的TNT。要知道當初轟炸廣島的原子彈「小男孩」起爆炸威力才相當於不到2萬噸當量的TNT。所以說,僅僅1克的反物質湮滅就超過了兩顆早期的原子彈爆炸的威力。

那威力如此巨大的反物質究竟是何方神聖,它的威力為什麼會這麼大呢?

1928年,天才物理學家狄拉克第一個預言了反物質的存在。用科學家的話來說,所謂反物質其實與普通物質沒有本質的區別,其區別是組成反物質的基本粒子與普通物質帶電量大小相同,但是帶電性質相反。

舉個例子,正常的氫原子是由一個帶正電的質子和一個帶負電的核外電子組成,而反氫原子則是由一個帶負電的質子和一個帶正電的核外電子組成。當正氫原子與反氫原子發生接觸之後,就會發生湮滅,從物質狀態急速轉變為能量狀態。

從質能方程我們知道,任何形式的能量釋放其本質上都是質量的虧損,其實就連分子層面的化學反應前後,物質的質量也發生了極其微量的虧損,只不過因為量級小到可以忽略不計,所以就很難被測量。而當反應從分子層面的化學反應,深入到基本粒子層面上的物理反應後,質量虧損就變得清晰可見了。

比如以核裂變為主要能量來源的原子彈其質能轉換率能達到0.1%,而到以核聚變為主要能量來源的氫彈更是能達到0.7%,這也是為什麼等質量氫彈的威力遠遠大於原子彈的原因了,因為質能轉換率越高,能量釋放就越徹底,相應的威力也就越大了。與氫彈原子彈相比,反物質的質能轉化率是100%,自然而然的,反物質炸彈的威力就遠遠大於了普通的核彈,所以才說1克反物質就比兩顆原子彈的威力還要大。

和距離成功永遠還差50年的可控核聚變相比,或許可控反物質湮滅才是人類未來最理想的的終極能源。NASA針對反物質進行過一次計算,如果有17克以上的反物質發生湮滅,那麼其釋放的能量就能讓我們人類的探索飛船從地球一路飛到4.24光年以外的比鄰星去。而且還能有速度保證,假如現在能發射這樣的飛船,那麼它馬上就能追上已經進入到星際空間的旅行者一號。

但是可惜的是,依靠現在的技術想要獲得反物質實在是太難了,使用粒子對撞機的製造效率又實在是太低,就算是一刻不停的製造反物質,以目前歐洲核子中心的產能,足足需要1000億年才能製造出1克反物質。所以其實現在地球上反物質的存量非常少,少到就算發生洩漏也無法造成危害,因為這些反物質發生湮滅釋放的能量還不夠燒一壺開水的。

有人認為反物質製造技術還是不要發展的好,不然變成威力更大的反物質炸彈就壞了,但是看看現在,我們不得不承認,是最恐怖的核武器給世界帶來了最美好的的和平,因為在在以往,世界從未和平過如此之久。

其實我們現在完全不用擔心這些,因為距離那一天真的非常遙遠,畢竟可控核聚變都還遙遙無期呢。而且從另一個角度來講,我們完全不用擔心技術的發展,因為技術本身不會產生傷害,每一次技術的爆炸給人類帶來的進步是巨大的,擁抱技術的革新就是真正的擁抱未來。

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  • 一克62.5萬億美元,威力碾壓原子彈,反物質為何如此神奇?
    反物質是世界上最貴的東西,一克反氫原子的成本,高達62.5萬億美元,而這種只能在粒子加速器中,被微量製備的物質,也是全宇宙爆炸威力最大,能量釋放最徹底的物質,沒有之一。根據質能方程,能量等於質量,乘以光速的平方。
  • 昂貴的反物質,62.5萬億美元一克!為什麼稱為終極能源?
    不過可以發現兩者的質能轉化率太低了,就連核聚變也不足1%。質能轉化中的「神」人類目前製造反物質的方法是粒子碰撞機進行反覆碰撞,直至碰撞出現反物質為主,但是,一部粒子碰撞機的價錢高達千億元,而且碰撞出來的反物質特別容易湮滅,這就大大增加其製造成本。目前一克反氫原子的成本高達62.5萬億美元。
  • 62.5萬億美元一克!昂貴的反物質,為什麼被譽為終極能源?
    ,但由於它們的數量極其稀少且極易湮滅,所以目前製備一克反氫原子的成本高達62.5萬億美元。 根據質能方程E=MC ,如果一克反物質脫離磁束縛而與正常物質發生接觸,那麼這克反物質就會和正常世界中的一克物質發生湮滅,一共兩克物質將化作純能量釋放出去,威力則相當於4.3萬噸TNT爆炸,簡而言之,一克反物質的威力相當於兩顆廣島原子彈。
  • 62.5萬億美元1克,一億年才能生產1克,反物質為何如此神奇?
    其實不談一些世界著名的鑽石,比如「非洲之星」,「光明之山」,「希望」等這些無價之寶,目前世界上賣出的價格最高的鑽石「粉紅之星」規格為59.60克拉,價格為8300萬美元,這樣算下來,每克的平均價值是4600萬人民幣。4600萬一克,聽起來確實很高了。但是有比這單價高得多的物質,比如稀有元素鉲,一克價值2700萬美元,合約人名幣1.8億元。這真的是天價了。
  • 100萬億美元一克的終極能源?造價昂貴的反物質,到底有多可怕?
    在全世界目睹了第一顆原子彈爆炸之後,這種毀滅力不可估量、會危及到人類生存的核武器就被世界各國封印。美國原子彈之父奧本.海默也在回憶時這樣評價:原子彈爆炸產生的威力和視覺衝擊,猶如一千個太陽的能量!科學家按照愛因斯坦狹義相對論的「能量守恆公式」,造出了原子彈和氫彈,但由於原子彈(轉化率0.135%)和氫彈(轉化率0.7%)的核裂變能量釋放轉化率過低(雖然它們爆發出的威力已經讓人類感覺到了巨大的威脅),所以科學家把注意力轉移到了「更加危險」的反物質研究。
  • 100萬億美元一克的終極能源?造昂貴的反物質,到底有多可怕?
    美國原子彈之父奧本.海默也在回憶時這樣評價:原子彈爆炸產生的威力和視覺衝擊,猶如一千個太陽的能量!」,由於反物質造價昂貴、創造過程複雜且難以保存(短暫存在,碰到物質就湮滅,需要人為幹預才能保存),所以「反物質」成了世界上最為昂貴,同時也是目前人類認知範圍毀滅力最強的能源
  • 反物質的科學:1克價值420萬億元的物質
    本文來自:百度知道日報就生產成本而言,世界上最昂貴的物質無疑是反物質。據美國宇航局(NASA)估計,製造一克的反氫原子所需成本高達62.5萬億美元(約合人民幣420萬億元),但一些科學家認為成本最終可能會降到每克50億美元(約合人民幣340億美元)。
  • 100萬億美元一克的「終極能源」?造價昂貴的反物質,究竟有多可怕?
    科學家按照愛因斯坦狹義相對論的「能量守恆公式」,造出了原子彈和氫彈,但由於原子彈(轉化率0.135%)和氫彈(轉化率0.7%)的核裂變能量釋放轉化率過低(雖然它們爆發出的威力已經讓人類感覺到了巨大的威脅),所以科學家把注意力轉移到了「更加危險」的反物質研究。
  • 一克價值62.5萬億美元的反物質,在宇宙中到底是什麼物質呢?
    反物質是世界上最昂貴的物品,每克價格是62.5萬億美元(1克反氫原子的成本)!而2018年中國的GDP總量只有13.2萬億美元左右!反物質是什麼?很多人應該都好奇這麼貴的東西到底是什麼!反物質是正常物質的對立面,更具體地說,反物質的亞原子粒子具有與正常物質相反的性質,這些粒子的電荷是相反的。為了更好地理解反物質,我們需要對物質有更多的了解。物質由原子組成,原子是氫、氦或氧等化學元素的基本單位。每個元素都有一定數量的原子:氫原子只有一個原子、氦有兩個原子等等。
  • 什麼是暗物質?62.5萬億美元一克,核能在它面前不值一提!
    在它面前原子彈不過是一個小小的炮仗,這種物質不僅可以作為超級武器的填充原料,而且只需一個桌球大小的重量就能可以讓一艘太空飛船實現數百年的巡航之旅。它就是史上最昂貴的東西——反物質。在生活中,事物都有兩面性,而正常物質的對立面就是反物質,它們與正常物質從屬性上是基本相同的。相同的質量、相同的旋轉、相同帶電荷數,二者唯一的區別就在於,它們的電荷相反、重子數和輕子數也相反。
  • 1克反物質價值62.5萬億美金,然而我們每天都能接觸到?
    比如常規的電子是帶負電的,而電子的反物質就帶正電,名叫正電子。常規物質遇到反物質會相互消除(湮滅),轉化成一股驚人的能量。例如,如果有250微克的物質和250微克的反物質相遇,就相當於5千噸TNT爆炸。反物質在地球上的含量極少,雖然我們在日常生活中也會接觸到反物質,但是很多人並不知情。
  • 世界上最貴的東西,62.5萬億美元一克,它憑什麼這麼貴?
    提起世界上最貴的東西,大家一定都有各自的想法,但顯然從標題上來看,就不是一個量級的,一般來說最貴的東西都不會是什麼黃金,俗話說的好,物以稀為貴,所以最貴的東西往往都是那些在科研上很稀缺的物質。這世界所有的物質,最吸引科學家的還是那些能釋放能量的東西了,畢竟人們的目標之一就是找到穩定可使用的穩定能源,這樣就能給人類的生活帶來翻天覆地的變化。甚至都不會有戰爭發生。這就是我們接下要講的全世界最貴的物質,說起反物質很多人應該都不知道是什麼東西。通俗一點來說就是他會與我們現在世界的正向物質發生湮滅反應。
  • 反物質的威力有多大?子彈大小的反物質,就能摧毀一座城市!
    1克反物質和普通物質湮滅,將釋放4.3萬噸TNT當量的能量,有效殺傷半徑2.4公裡,可以毀滅一座城市。任何基本粒子都有反物質,反物質和普通物質的靜止質量相等、自旋和磁矩大小相等,所帶電荷量大小相等;但是自旋方向和磁矩方向完全相反,所帶電荷正負相反;比如電子—正電子,質子—反質子等等。
  • 1克反物質的威力有多大?什麼是反物質?為什麼威力這麼大?
    1克反物質的威力差不多是4.26萬噸左右的TNT炸彈的威力,雖然反物質能源的威懾力還是挺大的,但是在所有的核能當中,反物質能源的威力不足掛齒。在科學家研究反物質能源的時候做的一個實驗是讓正物質和反物質相互碰撞然後產生了巨大的威力,但是反物質越多所產生的威懾力就越大,反物質能源在科學家那裡基本上不值一提。
  • 中國成功造出反物質!1g的威力等於原子彈的2000倍
    要說威力達到毀滅世界的科幻武器有哪些?估計每人都能說出一兩樣:行星軌道炮、恆星級氫彈、光速粒子打擊、黑洞吞噬、降維打擊、反物質等等這樣聽起來就沒人性的攻擊方式。1932年美國最先發現電子的反粒子「正電子」而反粒子的組成的物質就是反物質,中國科學家趙忠堯最先發現了正反物質碰撞時產生的「互相湮滅」,這種湮滅會產生巨大的能量,根據質量能量轉換關係式的計算1克反物質就相當於20萬噸當量的核彈,是廣島原子彈的2000多倍,而廣島原子彈「小男孩」裝有60千克高濃縮鈾235,如果當時爆炸的是60千克反物質的話,其威力相當於120億噸當量的核彈比人類歷史上威力最大的「沙皇炸彈
  • 1克反物質有多大的破壞力?
    愛因斯坦從狹義相對論中推導出了著名的質能方程,據此我們知道任何物質都蘊含著巨大的能量。如果正物質和反物質相遇,它們就會互相湮滅,所有的質量都將會轉化為純能量,質能轉換率達到了極致的100%,遠高於核裂變和核聚變。
  • 地球上最昂貴物質,科學家視其為珍寶,每克高達62.5萬億美元
    反物質是我們宇宙之中最有價值且最稀有的已知物質之一,反物質可以描述為一種你曾經聽說過的物質,但你並不清楚它到底是什麼。反物質與普通物質幾乎是一樣的,是由一些相同性質和相同能力的原子或分子所組成的物質。然而,物質與反物質之間卻存在著一個至關重要的差異點,即反物質具有相反的電荷。你可能會認為這並不是一個關鍵的區別,然而,這一區別正是每克反物質需要花費高達62.5萬億美元的原因。
  • 反物質有多大威力?它真的可以毀滅世界嗎?
    其實反物質威力強大當然是真的,但實驗中所產生的反物質數量非常非常稀少,少到就算全部轉化連燒開一壺水的能量都不夠,每發生碰撞產生5000億個原子的過程中僅能產生不到20個反物質,,全球的科學家努力了20年也才製造出負17次方克的反物質,這當然不具有什麼威脅,那麼我們把反物質換算到和其它物質同等質量的情況下,它的威力又如何呢?
  • 反物質有多強?1克造價高達62億美元
    科幻電影中大部分場景都是存在一定科學依據的,比如我們經常看到的反物質武器和光速飛行等,比如我們經常看到的反物質武器和光速飛行等,都是依靠反物質能源來實現的,、質子和中子組成,子成,我們所處在的世界是由電子、質子和中子組,而所謂的反物質則是由反電子、反質子和反中子組成當物質與反物質結合時
  • 美國「反物質武器之父」:幾克炸彈就能毀滅地球
    18年前,美國格林空軍基地「革命性彈藥」研發小組的負責人肯尼斯·愛德華茲,開始率隊進行一項近乎「天方夜譚」的工作——反物質武器的研究;18年後,當這種威力超過原子彈的劃時代新武器就要浮出水面時,人們不禁擔心:它可能引發一場「地球滅絕戰爭」。